Приём информации из пространства

Если на электроны приёмной антенны действуют, только фотоны, формирующие температуру среды, окружающей антенну, а значит и температуру самой антенны, то свободные электроны ориентированы в таком проводе или антенне произвольно. Конечно, на эту произвольность влияют валентные и другие электроны атомов и молекул. Мы уже знаем, что размеры свободных электронов, примерно, в 1000 раз меньше размеров молекул. Это значить, что электроны атомов слабо влияют на ориентацию свободных электронов и даже если это влияние есть, то беспорядочное расположение атомов провода или антенны должно формировать беспорядочную ориентацию свободных электронов в них (рис. 140).

Рис. 140. Схема ориентации спинов свободных электронов

Сразу возникает вопрос: как начнут вести себя свободные электроны антенны, если к ней придёт импульс фотонов? Примут ли они ориентированное положение или просто возбудятся и это возбуждение передадут вдоль антенны к устройствам, принимающим их возбуждение? Сложный вопрос. Попытаемся найти ответ на него. Для этого проанализируем принцип работы термопары.

Термопара представляет собой два провода из разных материалов, спаянные между собой. Известно, что если спаянные концы проводов будут иметь разную температуру, то на свободных концах термопары появится ЭДС, то есть по образовавшейся сети потечёт ток.

Так как температуру спаянных проводов формируют фотоны, то разную температуру формируют разные фотоны. Это значит, что свободные электроны в каждом проводе термопары возбуждаются с разной интенсивностью. Появление тока в цепи – свидетельство упорядоченной ориентации свободных электронов вдоль провода. Из этого следует, что воздействие импульса фотонов на свободные электроны антенны должно приводить их из хаотического расположения в проводе (рис. 140) в упорядоченное. В любом случае в цепи антенна – приёмное устройство пришедший импульс фотонов действует лишь на часть этой цепи. Благодаря этому в такой цепи возникает разность потенциалов, которая ориентирует электроны во всех элементах этой цепи и в ней возникает ток. Этот процесс можно усилить, если приёмной антенне, состоящей из совокупности стержней, придать элементы параболичности. Тогда фотонная волна будет возбуждать не все свободные электроны такой антенны одновременно, а возбудит вначале те, которые находятся в стержнях на периферии воображаемой параболической поверхности. В результате уже в самой такой антенне появиться разность потенциалов и по её электропроводящим элементам пойдёт импульс, ориентирующий свободные электроны и появится ток, который усилит приёмное устройство.

Поскольку фотоны – локализованные в пространстве образования, то мощность сигнала, который они формируют в антенне приемника, зависит от количества фотонов в каждом импульсе, дошедших до этой антенны (рис. 3) и их индивидуальной энергии, определяемой длиной волны каждого фотонов, входящего в импульс. В этом случае напряжённость магнитного поля каждого фотона остаётся постоянной и не зависит от расстояния, которое он проходит от антенны передатчика до антенны приемника или от звезды к Земле (рис. 3).

Если приёмная антенна имеет форму стержня, то эффективность приёма сигнала из пространства такой антенной невелика, так как импульсы фотонов (рис. 3) несут в себе небольшой потенциал, возбуждающий электроны приёмной антенны. Чтобы усилить действие импульсов фотонов, их принимают с помощью, так называемых параболических антенн, поверхность которых не поглощает, а отражает эти импульсы и направляет их в фокус параболы, где и располагается приёмная часть такой антенны.

Вполне естественно, что электроны приёмного элемента такой антенны, расположенного в её фокусе, будут подвергнуты мощному воздействию сфокусированным потоком фотонов, что способствует значительному усилению приёмного сигнала.

Тут уместно упомянуть, как принимается излучение Вселенной. Известно, что температура Вселенной равна . В соответствии с формулой Вина эту температуру формирует совокупность фотонов с длиной волны.

(265)

Вполне естественно, что электроны приёмной антенны смогут принять такой сигнал лишь в том случае, когда элемент приёмной антенны, принимающий поток фотонов, формирующих температуру , будет охлаждён до температуры меньшей чем . И это действительно так. Приёмный элемент параболической антенны телескопа Хаббла, выведенного в космос, называется болометр. Чтобы устранить влияние фотонов, формирующих фоновый шум, болометр охлаждают до 0,1К. Вполне естественно, что при этом возникает вопрос об источнике излучения Вселенной (рис. 141).

Рис. 141. Зависимость плотности реликтового излучения Вселенной от длины волны:

теоретическая – тонкая линия; экспериментальная – жирная линия

Поскольку экспериментальная зависимость спектра излучения Вселенной (рис. 141) близка к теоретической зависимости излучения абсолютно чёрного тела, то эквивалентность между черным телом и Вселенной была признана доказанным фактом. Если Вселенная находиться в стадии охлаждения, как и чёрное тело, то при рождении она была горячей. Причина исходного горячего состояния Вселенной – взрыв, который был назван «Большим взрывом». Это яркий пример того, как кажущаяся логичность последовательности явлений ведёт к ошибочным выводам. Теперь эта ошибочность описана детально и исправлена.

Поскольку количество водорода, заполняющего Вселенную, составляет 73%, то максимум излучения Вселенной должны формировать фотоны, излучаемые электронами при синтезе атомов водорода. И это действительно так. Наш анализ показал, что самый большой максимум излучения Вселенной (рис. 141, точка А) формируется фотонами, излучаемыми электронами при синтезе атомов водорода. Установлены и источники формирующие максимумы в точках В и С. Максимум в точке С формируют фотоны, излучаемые электронами при синтезе молекул водорода, а максимум в точке В формируют фотоны, излучаемые электронами молекул водорода в процессе их сжижения при удалении от звёзд.

Итак, выполненный нами анализ процессов передачи и приёма электронной информации убедительно доказывает, что информацию в пространстве переносят фотоны, излучаемые электронами. Она кодируется в импульсах фотонов. Однако специалистам по расчётам передающих и приёмных антенн трудно с этим согласиться, так как они более века считают, что информацию в пространстве переносят электромагнитные волны Максвелла (рис. 2). Поэтому есть необходимость проанализировать их заблуждения.

Опыты Майкла Фарадея показали в 1831 году, что магнитные и электрические поля меняются синхронно и всегда находятся в сопряжённом состоянии. Если эти изменения синусоидальны, то изменение напряженностей электрических и магнитных полей чаще всего представляют как две взаимно перпендикулярные синусоиды, изменяющиеся во времени (рис. 2) и описываемые уравнениями Максвелла.

(1*)

, (2*)

, (3*)

. (4*)

Здесь:

- напряженность электрического поля;

- напряженность магнитного поля;

- ток смещения;

- ток проводимости.

Как видно (1*-4*), это - уравнения в частных производных, поэтому они автоматически противоречат аксиоме Единства. Это противоречие усиливается независимостью и . В результате они не могут описывать корректно движение в пространстве каких-либо объектов. Поэтому у нас есть основание поставить под сомнение, соответствие реальности электромагнитной волны Максвелла (рис. 2).

В условиях, когда нет ни единого эксперимента, способного доказать формирование электромагнитных волн Максвелла (рис. 2) достоверность его уравнений тоже вызывает сомнение. Но физики ХХ полностью игнорировали это сомнение и делали всё, чтобы доказать, что уравнения Максвелла (1*-4*) описывают излучение антенной передатчика именно такой волны, какая показана на рис. 2. Возникает вопрос: на чём базируют физики свою убеждённость в том, что излучение формируют электромагнитные волны Максвелла? Прежде всего на опытах Герца, который якобы доказал существование таинственного тока смещения ( ), входящего в третье уравнение (3*) Максвелла. Ошибочность этого доказательства трудно было проверить при отсутствии информации об участии фотонов в передаче информации в пространстве. Теперь такая информация имеется и мы можем проверить корректность интерпретации результатов опытов Герца, проведённых им в конце 19-го века. С тех пор не нашлось учёного, понявшего необходимость проверки достоверности интерпретации результатов этих опытов. Выполним её. На рис. 142 показана схема опыта Герца, на основании которого он сделал вывод о появлении тока смещения в диэлектриках, не проводящих ток.

Рис. 142. Схема опыта Герца: 1 – искровой промежуток вибратора; 2 – пластины;

3 – искровой промежуток резонатора; 4 – проводящее или изолирующее тело

Герц использовал в качестве источника высокого переменного напряжения катушку Румкорфа, с помощью которой генерировал искры в искровом промежутке 1 вибратора (рис. 142). Для регистрации процесса излучения он использовал провод, концы которого завершались сферическими шариками. Он придавал этому проводу форму окружности, квадрата или прямоугольника с регулируемым зазором между шариками (рис. 142). Такое устройство он назвал резонатором. Искровой промежуток 3 резонатора регулировался специальным микрометрическим винтом. Появление искры между шариками свидетельствовало о появлении тока в проводе резонатора. В некоторых опытах искра была такой слабой, что он наблюдал её в темноте при использовании увеличительного стекла или подзорной трубы. Резонатор располагался вблизи вибратора в плоскости, перпендикулярной плоскости пластин 2 параллельно стержню вибратора и симметрично относительно уровня пластин.

Когда искровой промежуток 3 резонатора располагался сбоку, как показано на рис. 142, то искр в нём не было в силу одинаковости условий для нижней и верхней половинок резонатора. Если к пластинам вибратора подносилось какое – либо проводящее тело 4, то, как считал Герц, оно деформировало поле вибратора, в результате резонатор оказывался не в нейтральном положении, и в его зазоре 3 появлялись искры. При этом искровой промежуток 3 резонатора надо было располагать с той стороны, с которой подносилось проводящее тело.

Герц обнаружил, что замена проводящего тела изолированным не меняет результат опыта. На основании этого он сделал вывод о том, что электромагнитное поле Максвелла генерирует ток смещения и в проводящих телах, и в диэлектриках.

Нам странно воспринимать такой вывод Герца. Прежде всего, диэлектрик не проводит ток, поэтому его и назвали так, чтобы отличить от проводника, который проводит ток. Далее, остаются невыясненными вопросы о влиянии на результат эксперимента световых фотонов, излучаемых в зазоре 1 вибратора в момент образования искры. Ведь они отражаются от проводящих тел и диэлектриков одинаково. Попав на провод резонатора, они и формируют в нём электрический потенциал, который, разряжаясь, образует искру в искровом зазоре 3.

Когда зазор 3 резонатора симметричен относительно концов вибратора, то симметричный поток фотонов, поглощаемых электронами провода резонатора, формируют в нём однополярный потенциал и искра отсутствует. Введение проводящего или изолирующего тела 4 в зону лишь нижней части резонатора приводит к тому, что фотоны, излучённые в искровом промежутке 1 вибратора, отражаются от боковой стенки введённого проводящего или изолирующего тела 4 и увеличивают общий поток фотонов на нижнюю часть резонатора. В результате формируется дисбаланс в возбуждении электронов нижней и верхней частей резонатора и возникает потенциал, который и разряжается в зазоре 3 резонатора, формируя искру, которую и наблюдал Герц.

У нас нет оснований упрекать Герца в ошибочности интерпретации этого эксперимента. В его время это была, пожалуй, единственно возможная интерпретация, так как понятие фотон ещё отсутствовало. Но у нас есть основания упрекнут всех его последователей, которые ничего не сделали для того, чтобы повторить его опыты на современном уровне и найти им правильную интерпретацию.

Конечно, приближённые методы решения уравнений Максвелла могут давать результат, совпадающий с экспериментом. Суть этого совпадения заключается в том, что приближённые методы решения уравнений Максвелла основаны на использовании рядов Фурье. Этот же метод используется и при обработке результатов экспериментальных данных. То есть физическая суть самой электромагнитной волны здесь никак не представлена. А ведь эта волна может иметь разное физическое наполнение, которое не отражают измерительные приборы. В таких условиях совпадение экспериментального результата с теоретическим может быть случайным, а его интерпретация - полностью ошибочной.

Правда, последующие поколения последователей Максвелла начали замечать противоречия в таких представлениях и указанная картинка (рис. 2) начала исчезать из некоторых учебников физики последних изданий. Чтобы усилить незаметность для других этого факта, математики начали распространять тезис: не нужны никакие представления, математика прекрасно обходится без каких – либо представлений в предсказании экспериментального результата.

Таким образом, импульсное изменение электрического поля передаётся всем свободным электронам, сориентированным вдоль провода, и одновременно сопровождается излучением фотонов в пространство. В результате формируются продольные волны электромагнитных импульсов вдоль провода и одновременно импульсы фотонов, излучаемых перпендикулярно проводу (рис. 139). Так одна и та же информация передаётся в двух направлениях: вдоль провода и перпендикулярно ему - в пространство.

Вполне естественно, что для описания фотонной волны (рис. 3, 139) нет нужды вводить в уравнение такой волны напряженности электрических и магнитных полей и не существующие токи смещения. Достаточно написать уравнения изменения напряжения, тока и напряжённости магнитного поля (260), (261), (262) и ввести в них необходимые параметры, характеризующие колебательный процесс, излучающий импульсы фотонов (рис. 3, 139).

Конечно, нам интересно знать детали опытов с радиоволнами, в которых отражена передача информации радиоинформации. Восемнадцать таких опытов описано в учебном пособии для школьников: Н.М. Шахмаев, С.Е. Каменецкий. Демонстрационные опыты по электродинамике. М. «Просвещение» - 1973. Анализ этих опытов показывает, что в них отразился весь спектр поведения световых фотонов в опытах по оптике. Этого вполне достаточно для заключения о том, что носителями радиоволн являются фотонные (рис. 3) , но не электромагнитные волны Максвелла (рис. 2). Вполне естественно, что фотонные радиоволны формируют фотоны невидимых диапазонов, а видимые фотоны используются при передаче информации по, так называемым волоконным волноводам.

Из этого следует необходимость повторения опытов Герца с использованием современных средств. И они уже проведены с помощью прибора ИГА-1 (рис. 143). Результаты этих опытов убедительно доказали ошибочность представлений о волновой природе электромагнитного излучения, подобному максвелловской электромагнитной волне (рис. 2).

Прибор ИГА-1 (рис. 143), имея чувствительность 100 пико вольт, принимает естественные излучения с частотой 5 кГц на антенну диаметром 30 мм. Длина волны такого излучения в таком случае равна . С помощью этого прибора обнаруживаются источники различных естественных излучений, в том числе и расположенные под землёй ручьи, пустоты (пещеры) и другие естественные и искусственные образования, молекулы которых излучают фотоны с характеристиками отличающимися от характеристик фотонов, излучаемых общей совокупностью молекул всех остальных образований, среди которых находится образование, анализируемое исследователем.

Рис. 143. Прибор ИГА – 1. Разработчик: Кравченко Ю. П.

Если учесть, что уравнения Максвелла (1* - 4*) работают в условиях, когда длина электромагнитной волны соизмерима с длиной антенны, то эксперимент с прибором ИГА -1 - убедительное доказательство того, что носителями излучений являются фотоны (рис. 3, 9, 139), но не электромагнитные волны Максвелла (рис. 2). Это обусловлено тем, что размер антенны (круглый диск) у прибора ИГА – 1 на 6 порядков меньше длины максвелловской волны. Из это следует, что этот прибор принимает не максвелловскую (рис. 2), а фотонную (рис. 3) волну.

Заключение

Импульсное изменение электрического поля передаётся всем свободным электронам, сориентированным вдоль провода, и одновременно сопровождается излучением ими фотонов в пространство. В результате формируются продольные волны электромагнитных импульсов вдоль провода и одновременно импульсы излученных фотонов. Так одна и та же информация передаётся в двух направлениях: вдоль провода и перпендикулярно ему - в пространство.

Уравнения Максвелла не имеют никакого отношения к описанию процессов формирования и передачи электронной информации.

Фотоэффект

Явление фотоэффекта было открыто Г. Герцем в 1887 г. В 1888-1890 годах А.Г. Столетов установил, что максимальный фотоэлектрический ток прямо пропорционален падающему лучистому потоку (рис. 144). Наиболее полно явление фотоэффекта было исследовано Ф. Ленардом в 1900г. В 1897 году Д. Томпсон открыл электрон и начались попытки поиска интерпретации этого эффекта. Считается, что это удалось сделать А. Эйнштейну. Он предположил простую математическую модель (266), которая, как считается до сих пор, великолепно описывает количественные характеристики этого эффекта и позволяет правильно интерпретировать его физическую суть. За это ему была присуждена Нобелевская премия в 1922 году.

, (266)

где - кинетическая энергия фотоэлектрона, испускаемого фотокатодом (-); - энергия фотона, но какого именно, не поясняется; - работа выхода фотоэлектрона - константа.

Предполагалось, что фотоны с энергией , облучающие фотокатод (К), выбивают из него электроны, кинетическая энергия которых равна разности энергии фотона и энергии, равной работе выхода . В электрической цепи в этот момент появляется ток. Однако, как предполагалось, если на коллекторе А сформировать отрицательный потенциал (рис. 144, b), то можно задержать поток электронов к нему, вылетающих из катода К. Этот факт регистрируется отсутствием тока в цепи, а напряжение, при котором это происходит, называется задерживающим потенциалом . Оказалось, что величина задерживающего потенциала увеличивается ступенчато с увеличением частоты света, и не зависит от его интенсивности. Из этого был сделан вывод о том, что величина задерживающего потенциала определяется кинетической энергией электронов, излучаемых фотокатодом К под действием светового облучения. Считалось, что фотоны с большей частотой, имея большую энергию, не только выбивают электроны катода К, но и сообщают им большую кинетическую энергию , поэтому для задержания таких электронов (рис. 144, b) требуется больший отрицательный электрический потенциал .

Рис. 144. Схемы опытов А.Г. Столетова

Итак, считается, что фотон выбивает электрон из катода. Делать это он может лишь при одном условии – передавая свой импульс электрону. Как же он может это сделать, если размер ( ) светового фотона на 5 порядков больше размера электрона ( )? Ответ один: передача фотоном импульса электрону, находящемуся в атоме, абсолютно невозможна без процесса поглощения фотона электроном.

Экспериментальные исследования фотоэффекта обычно проводят с фотокатодами (отрицательно заряженными пластинами) из щелочных металлов. Например, известно, что работа выхода фотоэлектрона с литиевого фотокатода равна W=2,4 eV. Это суммарная энергия связи между двумя (1 и 1’) валентными электронами молекулы лития (рис. 145).

Рис. 145. Схема молекулы лития

Появление тока в облучаемой пластине может быть следствием двух одновременных событий.

Первое – поглощение фотона валентным (1 или 1’) или не валентным (2 или 2’ или 3 или 3’) электроном атома (рис. 145).

Обратим внимание на то, что энергия связи принадлежит одному фотону. После поглощения этого фотона одним из валентных электронов (1 или 1’) она распределяется между двумя электронами (1 и 1’) поровну и становится равной 1, 2 eV (рис. 145).

Конечно, не все фотоны поглощаются электронами материала катода. Часть из них отражается и этот процесс тоже влияет на формирование тока в цепи фотокатод – источник питания. Нам уже известно, что фотоны, падающие на отражающую поверхность (рис. 15), поляризуются в плоскости отражения (не отражающей плоскости 5, а плоскости отражения 4). В результате у них все спины оказываются перпендикулярными плоскости отражения 4 и они, действуя на свободные электроны, упорядочивают их ориентацию, которая немедленно передается всем свободным электронам, и приборы фиксируют это, как появление тока в цепи. Чем больше фотонов попадёт на поверхность катода, тем мощнее будет их суммарное магнитное поле в момент отражения, которое и сориентирует большее количество электронов и величина тока, однонаправленного движения электронов увеличится.

Втораяпричина появления тока в проводах – поляризация фотонов в момент отражения (рис. 14, 15, 16). В результате они направляют свои спины вдоль провода и они ориентируют спины свободных электронов в проводе в таком же направлении.

Таким образом, первое событие увеличивает количество свободных электронов в проводе, а значит и величину тока. Второе событие формирует направленный ток в проводе.

Результаты опытов по фотоэффекту позволяют проверить достоверность описанных событий. Для этого надо определить главное квантовое число , которое определяет энергию связи любого электрона любого атома, находящегося в свободном состоянии. В этом случае электроны могут занимать, так называемые стационарные энергетические уровни и величины их энергий связи с протонами определяются по элементарной зависимости (240). Здесь - энергия связи электрона с протоном ядра, соответствующая его первому энергетическому уровню . Она содержится в экспериментальных спектрах и определяется по специальной методике.

Если не валентный электрон атома, находящегося в составе молекулы, поглощает такой фотон, который уменьшает его энергию связи с протоном ядра до нуля и он становится свободным, то главное квантовое число в этом случае будет дробным числом.

Итак, экспериментальное значение, так называемой энергии выхода (266) фотоэлектрона, должно позволить вычислить величину главного квантового числа , при котором электрон, поглотивший фотон, становится свободным. Попытаемся найти связь работы выхода фотоэлектрона с главным квантовым числом .

Из экспериментальной спектроскопии следует, что электроны удаляются от ядер атомов ступенчато. Ступенчато меняются и их энергии связи с протонами ядер, поэтому появление дополнительных свободных электронов в фотоэффекте К (рис. 144) – результат потери ими связи с протонами ядер атомов. Следовательно, закономерность этой потери должна подчиняться закону излучения и поглощения фотонов электронами атомов. Из этого следует, что математическая модель (266), предложенная А. Эйнштейном для интерпретации фотоэффекта, должна быть идентична установленной нами математической модели формирования спектров атомов и ионов. Она имеет вид

, (267)

где - энергия фотона, поглощаемого или излучаемого электроном; - энергия ионизации электрона, равная энергии такого фотона, после поглощения которого электрон теряет связь с протоном ядра и становится свободным; - энергия связи электрона с протоном ядра атома, соответствующая его первому энергетическому уровню; - главное квантовое число; - энергия связи электрона с протоном ядра, соответствующая энергетическим уровням .

Соотношение (267) следует из экспериментальной спектроскопии, поэтому оно является математической моделью закона формирования спектров атомов и ионов. Эйнштейновское уравнение (266) также описывает аналогичный процесс поглощения фотонов электронами. Это дает нам основание предположить идентичность уравнений (266) и (267) и однозначность их интерпретации. Действительно, из приведенных уравнений следует

. (268)

Это означает ошибочность представлений о физической сути энергии . Это не кинетическая энергия электрона, а энергия поглощённого им фотона. Из этого следует, что электрон атома или молекулы после поглощения фотона становится свободным и никуда не вылетает. Он остаётся в зоне получения свободы и увеличивает количество свободных электронов в этой зоне. Конечно, отделившись от молекул, электрон имеет какую-то кинетическую энергию, но она недостаточна, чтобы выйти за пределы тела, в котором произошло это событие. Этот процесс идёт непрерывно почти во всех телах. Увеличение частоты фотонов, а значит и их энергий, означает, что они освобождают от связей электроны с большими энергиями связи (2 или 2’ или 3 или 3’ рис. 145) и таким образом увеличивают количество свободных электронов в теле, облучаемом фотонами. Далее

. (269)

Из этого явно следует, что величина энергии в уравнении (266) А. Эйнштейна является энергией ионизации электрона, излучаемого материалом фотокатода. Она равна энергии такого фотона, поглотив который электрон становится свободным. Из уравнений (266) и (267) также следует.

. (270)

Новое прояснение: работа выхода фотоэлектрона равна энергии связи электрона в момент пребывания его на определенном энергетическом уровне в атоме или молекуле.

Таким образом, ошибочная интерпретация физической сути составляющих формулы (266) А. Эйнштейна повлекла за собой ошибочную интерпретацию физической сути фотоэффекта, поэтому возникает необходимость разобраться в сути этой ошибочности.

Экспериментальные исследования фотоэффекта обычно проводят с фотокатодами (отрицательно заряженными пластинами) из щелочных металлов. Например, известно, что работа выхода фотоэлектрона с литиевого фотокатода равна W=2,4 eV. Это энергия связи между двумя (1 и 1’) валентными электронами молекулы лития (рис. 145). Энергия ионизации каждого из указанных электронов в атомарном состоянии лития равна , а энергия связи его с ядром, соответствующая первому энергетическому уровню, - . Учитывая это, и используя математическую модель закона формирования спектров атомов и ионов (267), получим теоретический спектр этого электрона (теор.), который полностью совпадает с экспериментальным (эксп.) спектром (табл. 9). При этом формула (270) позволяет рассчитать энергии связи этого электрона с ядром атома (по Эйнштейну работу выхода), соответствующие всем ( ) энергетическим уровням этого электрона.

Это даёт нам возможность определить номер энергетического уровня валентного электрона, с которого он уходит в свободное состояние после поглощения фотона. Подставляя в формулу (270) и , найдем =2,4. Поскольку величина оказалась дробным числом, то это значит, что поглощённый фотон освободил один из валентных электронов (1 или 1’) атома лития (табл. 19, рис. 145). Энергия связи электронов свободных атомов лития изменяется в этом случае в интервале 1,56…3,51eV (табл. 19). Величина энергии распределяется между двумя валентными электронами (рис. 148) молекулы лития.

Для фотоэлектрона натриевого фотокатода имеем: , и [1]. Используя математическую модель (267) закона формирования спектров атомов и ионов и формулу (270), получим спектр фотоэлектрона натрия (табл. 29).

Величина , определенная с помощью формулы (270), оказывается равной . Из этого также следует, что источником фотоэлектронов натриевого фотокатода являются валентные электроны этого атома, входящего в состав молекулы. Энергии связи между электронами атомов натрия в момент, когда он находятся в молекуле, изменяются в интервале 1,45…3,27 eV (табл. 29).

Из изложенного следует, что эйнштейновская кинетическая энергия электрона является энергией поглощённого фотона, а энергия эйнштейновского фотона равна энергии ионизации электрона. Эйнштейновская работа выхода равна энергии связи электрона с ядром атома. Таким образом, потребовалось почти 100 лет, чтобы установить истинный физический смысл математических символов закона фотоэффекта (266), открытого А. Эйнштейном.

Анализ закона (267) формирования спектров атомов и ионов и результаты расчета спектров (табл. 19 и 29) показывают, что энергия связи электрона с ядром атома меняется ступенчато (270). Чем больше энергия связи электрона с протоном ядра, тем большая энергия фотонов требуется для разрыва этой связи, но не для сообщения кинетической энергии электрону, которому дали название фотоэлектрон.

Например, чтобы освободить от связи один из не валентных электронов (2 или 2’, 3 или 3’) молекулы лития (рис. 145) необходимо ступенчато увеличить энергию облучаемых фотонов, примерная величина которой равна 3,51 eV.

Из изложенного следует обилие противоречий у существующей ошибочной интерпретации фотоэффекта, но корректность математической модели (266), описывающей этот эффект, сохраняется. Это обусловлено тем, что, как мы теперь установили, математическая модель (266) описывает лишь процесс перехода электрона из связанного состояния в свободное и не описывают его вылет из фотокатода.

Конечно, мы не имеем ещё информации о процессе поглощения фотона электроном. Можно только предположить, что в момент отражения фотона от поверхности фотокатода его скорость может меняться в широких пределах и при угле отражения, близком к 90 , он имеет фазу остановки, в результате которой его кольцевые магнитные поля (рис. 8) формируют магнитные лучи, на концах которых появляется магнитная полярность. Взаимодействуя с противоположной магнитной полярностью электрона (рис. 106), масса фотона, сформированная самим магнитным полем, образно говоря, перетекает (перекачивается) в структуру электрона, уменьшая его энергию связи с протоном ядра или с валентным электроном соседнего атома в молекуле (рис. 145).

Конечно, не все фотоны поглощаются электронами материала катода. Часть из них отражается и этот процесс тоже влияет на формирование тока в цепи фотокатод – источник питания. Нам уже известно, что фотоны, падающие на отражающую поверхность (рис. 15), поляризуются в плоскости отражения (не отражающей плоскости 5, а плоскости отражения 4). В результате у них все спины оказываются перпендикулярными плоскости отражения 4 и они (6) , формируют упорядоченное магнитное поле, которое начинает действовать на свободные электроны и таким образом придавать им упорядоченную ориентацию (рис. 110), которая немедленно передается всем свободным электронам, и приборы фиксируют это как появление тока в цепи. Чем больше фотонов попадёт на поверхность катода, тем мощнее будет их суммарное магнитное поле в момент отражения, которое и сориентирует большее количество электронов и величина тока, однонаправленного движения электронов увеличится (рис. 144, а).

А. Эйнштейн приписал энергии связи электрона с протоном работу выхода, которая, как считалось, формирует кинетическую энергию освободившемуся электрону. Теперь мы знаем, что освободившийся электрон не обладает кинетической энергией, он остаётся в зоне освобождения от связей и увеличивает количество свободных электронов в этой зоне.

Мы не будем описывать другие противоречия в изложении сути фотоэффекта, как в учебной, так и научной литературе, но отметим, что у одних авторов светом облучается катод, имеющий знак минус, а у других - анод, имеющий знак плюс, а эффект у всех получается одинаковый. В результате значительно усложняется корректная интерпретация многочисленных экспериментов по фотоэффекту. Поэтому начнём с анализа эксперимента А.Г. Столетова (рис. 144).

Чтобы облегчить процесс формирования правильного понимания физической сути фотоэффекта, отметим главное – наличие в электрических проводах только электронов – носителей отрицательных зарядов и полное отсутствие протонов – носителей положительных зарядов. Обусловлено это тем, что соседство протонов и электронов, как мы уже отметили м